燃煤飞灰单极荷电对纤维滤料过滤性能的强化

细颗粒物的单极荷电能够改善细颗粒物被纤维滤料过滤的性能.本文设计搭建了由线板式预荷电器和纤维滤料集尘装置组成的复合静电增强过滤实验平台,分别研究了在不同荷电类型、不同荷电电压以及不同过滤风速三种工况下,单极荷电的燃煤飞灰颗粒被聚苯硫醚(PPS)纤维滤料捕集时捕集效率及阻力特性的变化规律.结果表明,随着荷电电压的升高,过滤风速的下降,纤维滤料对荷电燃煤飞灰颗粒物捕集效率提高的同时压差增量减小,且压差增长速率明显降低.粒径越小,过滤效果增加越明显,且负荷电提高效果优于正荷电.     

高密面层结构对针刺毡滤料性能影响的实验研究

采用国标建议的实验装置,对普通针刺毡滤料和高密面层针刺毡滤料的性能进行系统实验与研究,得出了滤料阻力性能的数据.结果表明:高密面层滤料体现了表面过滤的特征,无论在洁净过滤阶段、老化阶段还是稳定过滤阶段都具有较低的阻力值、缓慢的阻力上升速度、较长的过滤周期、较高的粉尘剥离率.因此高密面层滤料结构优于普通滤料.     

纳米纤维膜对滤料性能影响的实验研究

采用静电纺丝的方法制备了“三明治”结构的纳米涤纶滤料,并对增加纳米膜前后的涤纶滤料进行动态性能测试.结果表明:在洁净过滤阶段初期,纳米涤纶滤料阻力增长较快,随着过程的推进,阻力增长逐渐缓慢,完成每个周期需要的时间大于涤纶滤料,纳米涤纶滤料粉尘剥离率为96.9%.老化阶段纳米涤纶滤料阻力增长了81.9Pa,涤纶滤料增长了112.3Pa.稳定过滤阶段纳米涤纶滤料阻力增长缓慢,完成周期时间长,粉尘剥离率为99.89%.纳米涤纶滤料的阻力性能明显优于涤纶滤料.     

空气过滤材料过滤性能实验研究

空气过滤技术的核心是过滤材料的进步与创新.以民用空调织造过滤材料、芳纶滤料和玻璃纤维作为研究对象,建立了空气过滤材料实验装置,对其空气过滤材料的性能进行研究.结果表明:芳纶滤料过滤性能最好,能够将空气中的粉尘浓度控制在28μg/m3以下;玻璃纤维与民用空调过滤材料粉尘浓度最高,分别为175,150μg/m3;但芳纶滤料压差阻力居中,最高达242Pa.     

方形截面纤维惯性与拦截耦合捕集效率数值计算与分析

采用数值方法计算方形截面纤维的过滤阻力和粒子的惯性与拦截耦合捕集效率。分析讨论纤维迎风角度(θ)和填充率(C)对粒子惯性与拦截耦合捕集效率、过滤阻力以及粒子沉积分布的影响。结果表明,纤维迎风角度对粒子捕集效率、过滤阻力的影响较弱,但对粒子沉积分布的影响显著。对于以拦截为主导捕集机理的小粒子过滤,方形纤维的捕集效率明显高于圆截面纤维,综合过滤性能更优。而对于大粒子过滤情形,方形纤维未表现出更优的过滤性能。在粒子惯性与拦截捕集机理均起重要作用时,迭加捕集效率严重低估了实际纤维的过滤效率。     

一种新型硬化波纹滤料的研制及其滤尘性能测定

基于袋式除尘器运行过程中具有容易黏袋、滤料使用寿命短等缺点,从基础原料选用和滤料加工处理方式等方面出发,对涤纶针刺毡滤料进行优化,研制一种采用特殊滤料加工工艺和表面处理技术的新型高效硬化波纹滤料。对该滤料结构进行电镜微观分析,对滤料性能指标进行试验研究。研究结果表明:该滤料的表面有细密的微孔,孔隙的直径与呼吸性粉尘的粒径非常接近,且孔隙率达到80%以上,能起到透气、防水憎水的作用。同时该滤料强度高,运行阻力小,使用寿命长,对微细粉尘的过滤效率高,对其总粉尘的过滤效率达到99.7%,对2μm呼吸性粉尘的过滤效率达到91.8%。硬化波纹滤料的过滤效率均高于覆膜滤料和针刺毡滤料,在工业生产系统中具有广阔的推广应用前景。     

一种新型ePTFE覆膜滤料的实验研究

介绍了一种新开发的ePTFE覆膜滤料过滤阻力与分级除尘效率的实验测定结果。在过滤风速为0.5².5 m/s时,该覆膜滤料洁净滤料的阻力为272.5 m/s时,该覆膜滤料洁净滤料的阻力为27¹71 Pa;在过滤风速为1.2 m/min,其对PM2.5颗粒的净化效率达98%以上。     

基于海岛纤维的新型滤料实验研究

研发基于超细纤维的滤料是控制PM2.5的主要技术方向之一.采用国家标准建议的实验装置,对新型超细海岛纤维滤料的过滤性能进行综合研究,得出了滤料的过滤效率、残余阻力、清灰周期等参数,并与常规针刺毡滤料和覆膜滤料对比.结果表明:海岛纤维滤料对PM2.5的计数效率为94.9%,远高于常规针刺毡滤料,与覆膜滤料相当;动态过滤过程的残余阻力低于覆膜滤料,残余阻力上升缓慢,清灰周期更长,有利于延长滤料的寿命,节约成本.     

单纤维对惯性颗粒稳态过滤捕集效率的数值模拟分析

采用计算机对单纤维稳态过滤捕集效率进行模拟分析,所选研究对象为惯性单分散颗粒,模拟分析中考虑拦截机理及碰撞机理作用,同时忽略扩散机理的影响.采用Kuwabara流场来表征单纤维表面的气流绕流特征,以计算粉尘颗粒运动的轨迹,计算分析了斯托克斯数St、拦截系数R及填充率c对稳态单纤维捕集效率的影响.研究结果表明:单纤维稳态过滤捕集效率均随St、R及c的增大而增大,单纤维稳态过滤捕集效率与填充率近乎呈线性增加的关系.模拟计算结果与文献研究结果基本吻合.     

含尘单纤维过滤捕集效率的数值模拟

利用单纤维过滤介质表面颗粒沉积的随机计算模型,通过离散相模型(DPM)模拟方法,讨论单纤维非稳态过滤过程中捕集效率随沉积颗粒数增加的变化情况,模拟分析了颗粒沉积形态、斯托克斯数(St)、无量纲粒径(Nr)及纤维雷诺数(Ref)对含尘单纤维捕集效率的影响.研究结果表明:在过滤的初始阶段,St值对单纤维捕集效率起决定作用,St值越大,捕集效率越高;随着过滤的进行,单纤维的捕集效率随沉积颗粒数的增多而增加,其线性关系及增长的幅度与St、Ref和Nr有关,且相同情况下,沉积的颗粒在迎风面上形成的横截面积越大,则越有利于颗粒的捕集.     

逆流式颗粒层除尘器的设计研究

介绍了颗粒层除尘器性能、参数及结构特点，指出了滤料的材质、粒径、滤层的厚度、烟气的过滤速度是影响颗粒层除尘器烟气温度、净化效率和阻力的主要参数。     

移动床过滤器设计优化和热煤气除尘实验研究

根据流态化理论，对用于高温气体净化的逆流式移动床颗粒层过滤器内的流动过程分析表明，过滤器和循环清灰系统的结构对过滤性能有较大的影响，过滤器内流动形态和气流之间的压力平衡主要受颗粒层内压力梯度的影响。设计理论的正确性在热煤气实验中得到了验证，热煤气考核实验表明，所设计的结构较容易达到气流之间的压力平衡，移动床颗粒层过滤器在高温高压下能够实现过滤与循环清灰的一体化稳定运行，且过滤效率达99.65%-99.80%，但细微尘粒的捕集效率有待于进一步提高。     

纤维截面形状对纤维捕集效率及压力损失的影响

为研究纤维截面形状对纤维过滤器性能的影响,采用Visual Basic的应用程序版(VBA)随机生成不同几何截面形状的虚拟纤维过滤介质,通过计算流体动力学(CFD)技术求解流体在纤维介质流动的动量方程,得出不同几何截面形状纤维的压力损失.采用拉格朗日方法统计被纤维捕集颗粒数,获得纤维介质的捕集效率.采用质量因子综合评价模拟纤维过滤介质的过滤性能,研究不同几何截面形状纤维的异型度和形状系数对其捕集效率、压力损失以及质量因子的影响.模拟结果表明:压力损失随着形状系数的增大而增大;在填充率小于0.20时,三叶形纤维的捕集效率最高且压力损失最大;异形度、形状系数大的纤维对直径小于2μm的颗粒具有较好的捕集效果;在纤维直径为30μm时,对于颗粒直径小的粒子,三叶形纤维的综合过滤性能最好,而当纤维直径为5μm时,圆形纤维的质量因子最高.     

天然气用纤维过滤器非稳态性能实验研究

针对天然气工业特点,设计了一套滤芯性能在线检测装置,采用光学粒子计数器OPC对过滤器上、下游粉尘的浓度和粒径分布进行适时测量.使用多分散性粉尘,在实验室内测试了天然气用纤维过滤器的非稳态性能,以及各种操作参数对其性能的影响规律.实验结果表明,纤维过滤器的过滤效率和阻力均随粉尘负荷的增加而增加,根据其变化趋势可分为深层过滤和滤饼过滤两个阶段.过滤速度过高容易导致大粒子穿透,从而使效率下降,纤维过滤器的表观过滤速度应低于0.06 m/s;相对湿度和滤材厚度的增加有利于增大过滤效率,但也会导致阻力的迅速增加.     

天然气用纤维过滤器非稳态性能实验研究

针对天然气工业特点，设计了一套滤芯性能在线检测装置，采用光学粒子计数器OPC对过滤器上、下游粉尘的浓度和粒径分布进行适时测量。使用多分散性粉尘，在实验室内测试了天然气用纤维过滤器的非稳态性能，以及各种操作参数对其性能的影响规律。实验结果表明，纤维过滤器的过滤效率和阻力均随粉尘负荷的增加而增加，根据其变化趋势可分为深层过滤和滤饼过滤两个阶段。过滤速度过高容易导致大粒子穿透，从而使效率下降，纤维过滤器的表观过滤速度应低于0．06m／s；相对湿度和滤材厚度的增加有利于增大过滤效率，但也会导致阻力的迅速增加。     

纤维过滤介质在容尘阶段的非稳态过滤效率

基于黏性牛顿流体的N-S方程,从一般控制方程的通用形式,结合纤维过滤介质的积尘填充率与粉尘颗粒或气溶胶微粒沉积量,推导出纤维多孔过滤介质内粒子浓度分布的非线性微分方程.分析了过滤效率经验公式中无量纲参数之间的内在联系及其对纤维滤料在容尘阶段过滤效率的影响,利用非线性回归方法拟合出纤维过滤介质的非稳态过滤效率经验公式.结果表明:微粒的Re数均小于1,即空气的流动均处于斯托克斯区域,同时其流动状态为层流;计算得到的拦截参数为0.086～0.559.根据实验结果拟合的纤维滤料在容尘阶段的过滤效率经验公式适用于St小于1的场合.     

荷尘速率对非高效过滤材料阻力特性的影响

为探究荷尘速率对非高效过滤材料阻力变化的影响,以4种不同等级非高效玻璃纤维滤料为对象,对不同过滤风速和荷尘质量浓度下滤料阻力变化规律展开实验研究,并总结出滤料荷尘过程阻力变化经验公式.结果表明:在相同过滤风速和荷尘质量浓度下,等级越低的滤料归一化阻力增长速率越快,且进入表面过滤所需荷尘量越大.在相同过滤风速下,滤料荷尘质量浓度越高,阻力随单位面积荷尘量的增长越慢;而滤料等级越高,荷尘质量浓度变化对阻力的影响越小.相同荷尘速率时,过滤风速对滤料归一化阻力增长的影响可忽略.     

纤维表面气溶胶粒子沉积与反弹行为数值模拟

在单纤维表面粉尘树枝生长随机模拟基础上,采用Dahneke碰撞反弹模型分析纤维过滤中气溶胶粒子碰撞反弹行为.讨论捕集体近壁区粒子碰撞反弹运动特性及其对沉积物形态结构和过滤单元捕集效率的影响.研究结果表明:随着粒子直径增大,粒子与纤维表面的碰撞反弹频率增大;输送粒子与沉积粒子发生多次碰撞反弹后仍有可能被捕集;所有过滤工况下,粒子碰撞反弹频率增大,均将导致沉积物向紧密结构演变;引入粒子碰撞反弹作用后,较低拦截参数下过滤单元捕集效率随沉积量的变化关系呈现出两阶段性特征,各阶段的变化关系仍满足近似线性,而较高拦截参数下过滤单元捕集效率随沉积量的变化关系未出现此特征;在相同黏附能下,多分散粒子的捕集效率均高于单分散粒子情形.     

改性滤料强化过滤微污染地表水研究

针对太湖流域某地水厂常规过滤介质对微污染水源水中典型污染物去除效果不甚理想的情况,开展了碱式聚合氯化铝(PAC)改性滤料强化过滤试验研究.研究结果表明:PAC改性石英砂滤料对浊度、CODMn、UV254的去除效果明显优于未经改性的普通石英砂滤料,去除率分别提高了0.3%、12.4%、13.8%;同时,能强化对稳定性铁锰的过滤效果,在进水铁浓度为1.21 mg/L时,改性滤料对铁的去除率比普通石英砂滤料高9.1%.     

褶型空气滤清器捕集效率及压力损失

为提高空气滤清器的减阻增效,采用计算流体力学(CFD)模拟技术,结合实验测试的方法,模拟计算颗粒在空气滤清器中的运动轨迹和颗粒在滤清器中沉积的分布率,得出颗粒在滤清器中容易沉积的部位.根据捕集效率实验数据,提出过滤介质捕集效率的多元关联计算式.通过建立二维及三维的CFD模型,模拟计算空气滤清器的流场分布和过滤压力损失,其计算机模拟结果与实验测试结果基本吻合.利用已建立的模拟模型,改变空气滤清器结构参数,替代部分实验模拟研究,得出空气滤清器的过滤压力损失与其各自影响因素的变化规律,以及空气滤清器过滤压力损失与其主要影响因素的单因素关联式.利用大量的模拟数据,回归分析提出空气滤清器过滤压力损失与其结构参数的多元关联计算式.